3.2.1 Estabilitat atmosfèrica

Els moviments verticals de l'aire estan condicionats a la seva flotabilitat. La flotabilitat d'una bombolla d'aire depèn de la seva densitat relativa respecte a la de l'entorn que l'envolta. La densitat de l'aire varia fortament en funció de la seva temperatura, de forma que a l'aire més fred li correspon una major densitat relativa i per tant una tendència a l'enfonsament. Això és tot el contrari al que succeeix amb l'aire calent.

La relació entre l'anomenat perfil adiabàtic i el real de l'atmosfera determina el que es coneix com a estabilitat vertical. En el desplaçament adiabàtic sec d'una bombolla d'aire que puja o baixa es produeix un refredament o un escalfament, respectivament, d'uns 10 $^\circ C$ per quilòmetre. Es produeixen tres tipus d'equilibri: Estable, Neutre i Inestable. En general, una atmosfera estable és la que inhibeix els moviment verticals mentre que una atmosfera inestable els amplifica. Es denomina atmosfera neutra quan és indiferent a aquests moviments.

Figura 4: Perfils estables i inestables
\begin{figure}\begin{center}\epsfxsize =4cm
\epsfbox{perfila.eps}\epsfxsize =4cm
\epsfbox{perfilb.eps}
\end{center}
\end{figure}

Considerem la Fig. 4: les línies sòlides representen el perfil real de temperatura a l'atmosfera i les línies de traços el de la temperatura d'una bombolla que canviés d'alçada, situada prèviament a A (perfil adiabàtic sec).

En el cas (a) si la bombolla d'aire ascendeix, la seva temperatura acaba sent menor que la del seu entorn i per tant torna de nou cap a A, per ser més densa que l'aire que l'envolta. En aquest mateix cas si la bombolla descendeix la seva temperatura seria més alta que la del seu entorn i per tant tendeix a recuperar la seva posició A, per tenir una densitat menor que l'aire circumdant. Tenim doncs un perfil vertical estable en el que es tendeix a inhibir els moviments verticals de l'aire.

En el cas (b), seguint els mateixos raonaments emprats anteriorment, observem que el resultat és una amplificació dels moviments verticals de la bombolla per ser aquesta més lleugera (a dalt) i més densa (a baix) que l'aire que l'envolta. Estem llavors a davant d'una situació Inestable. Les condicions de forta inestabilitat són les causants de fortes ràfegues ascendents d'aire en les que es condensa el vapor d'aigua, donant lloc a la formació de gotes d'aigua que poden assolir una forma tal que acaben en precipitacions.

Si el perfil real de l'atmosfera coincideix amb la variació adiabàtica de temperatura diem que som a davant d'un perfil Neutre.

Taller de simulació medi ambiental
2009-02-27